[发明专利]用于行人保护装置的碰撞感测和识别系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于识别碰撞期间与车辆的前保险杠接触的对象的系统。在许多涉及行人的车辆事故中，行人被车辆的前保险杠撞击。如果行人的头部撞击车辆的发动机盖，则会发生严重的伤害。因此，一些车辆配备有被动行人保护系统，诸如行人友好型的保险杠。还可以使用主动行人保护系统。一些主动行人保护系统在检测到行人碰撞时升高车辆的发动机盖，以更好地吸收与行人碰撞的力。

发明内容

为了适当地激活主动行人保护系统，车辆系统必须能够准确地区分行人与在碰撞期间可能与车辆保险杠碰撞的其它对象。然而，保险杠的刚度不是同质的，并且保险杠感测区域相对较宽。当对象撞击车辆保险杠时，保险杠取决于对象质量、碰撞速度和碰撞位置处的保险杠刚度而不同地变形。假设对象碰撞的条件相同（即，相同的质量和速度），因为保险杠刚度不是同质的，所以保险杠的侵入值（intrusion）取决于碰撞位置而有所不同。结果，如果保险杠刚度特征是已知的，则能够通过保险杠的侵入值来对对象类型进行分类。

本发明的一些实施例提供了确定保险杠表面上的不同的位置处的保险杠刚度的方法。刚度的这些变化表示为保险杠刚度曲线。使用利用相同对象质量和速度在不同碰撞位置的测试数据，可以通过加速度信号的双重积分来计算在每个碰撞位置处的侵入值。基于简单的保险杠的弹簧-质量系统模型，可以通过取侵入值曲线的倒数来得到保险杠刚度曲线。保险杠刚度曲线用于对象分类。

在一些实施例中，使用来自安装在保险杠仪表板中的三个加速度计的数据。使用基于所计算的偏移和中心强度的二维数据分析来识别对象碰撞位置。可以通过比较左侧传感器和右侧传感器所检测到的侵入值的差异，来计算距保险杠中心的偏移距离。然而，由于保险杠的整个表面上的刚度的差异，难以仅通过偏移值实现碰撞位置的精确识别。

在一个实施例中，本发明提供了一种用于识别在碰撞过程中与车辆保险杠碰撞的对象的系统。该系统包括设置为检测车辆保险杠相对于车辆的加速度的多个传感器。如由传感器检测到的加速度的变化表示由与车辆保险杠碰撞的对象引起的至保险杠表面中的侵入值。该多个传感器包括左侧传感器、右侧传感器和中间传感器。该系统还包括处理器和用于存储指令的存储器。当由该处理器执行该指令时，该系统从多个传感器中的每一个传感器接收加速度值，并且基于加速度值的绝对值总和来计算中心强度值。该中心强度值表示在车辆保险杠的中间位置处检测到的力的量。然后该系统至少部分地基于加速度值来确定车辆保险杠上的初始碰撞位置。基于中心强度值、碰撞位置和保险杠刚度因子来计算归一化的侵入值。该保险杠刚度因子表示在碰撞位置处的保险杠的刚度。然后该系统至少部分地基于归一化的侵入值来识别与车辆保险杠碰撞的对象。在本发明的一些实施例中，该系统至少部分地基于该归一化的侵入值来识别对象为行人，然后激活行人保护系统。

在本发明的一些实施例中，通过收集校准数据来确定保险杠刚度因子，该校准数据包括通过测量由车辆保险杠的表面上的多处位置中的每一处的碰撞所引起的保险杠的加速度而得到的多个加速度值。该多处位置中的每一处的碰撞由以限定速度行进的限定质量的对象所引起。然后通过计算多个加速度值的双重积分来针对保险杠的表面限定侵入曲线。然后通过取该侵入曲线的倒数来确定保险杠表面的每处位置的保险杠刚度。

在本发明的一些实施例中，该系统通过识别多个传感器中检测到最大侵入值的传感器来确定车辆保险杠上的碰撞位置。然后确定冻结时间（freeze-time）作为当该传感器检测到的侵入的速度在大于零一段时间之后等于或小于零时的时间点。该时间点表示当车辆保险杠在被碰撞压缩之后开始朝向其原始形状反弹时的时刻。通过将该冻结时间时由该左侧传感器检测到的侵入值与该冻结时间时由该右侧传感器检测到的侵入值之间的差的绝对值除以该冻结时间时由该右侧传感器、该左侧传感器和该中间传感器检测到的侵入值的总和，来计算归一化的偏移值。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将会变得显而易见。

附图说明

图1是在车辆保险杠已经检测到碰撞之后激活的行人保护系统的透视图。

图2A是行人保护系统的部件的示意图。

图2B是示出在碰撞期间保险杠的整个表面上的力的分布的曲线图。

图3是用于计算归一化的侵入值的系统的流程图。

图4是示出用于确定图3的方法中的归一化的侵入值的冻结时间的曲线图。

图5是示出投影到-45°特征线上的数据点以便确定所计算的碰撞的中心强度与距保险杠中心的偏移之间的相关性的曲线图。